Some fixes to momentum

Joseph Redmon

2014-12-08 a99050f0c8cb0315fa31e3d1fa3e38594fe5e40a

 src/cnn.c

@@ -8,6 +8,7 @@
#include "matrix.h"
#include "utils.h"
#include "mini_blas.h"
#include "server.h"

#include <time.h>
#include <stdlib.h>
@@ -18,30 +19,31 @@

void test_convolve()
{
   image dog = load_image("dog.jpg",300,400);
   printf("dog channels %d\n", dog.c);
   image kernel = make_random_image(3,3,dog.c);
   image edge = make_image(dog.h, dog.w, 1);
   int i;
   clock_t start = clock(), end;
   for(i = 0; i < 1000; ++i){
      convolve(dog, kernel, 1, 0, edge, 1);
   }
   end = clock();
   printf("Convolutions: %lf seconds\n", (float)(end-start)/CLOCKS_PER_SEC);
   show_image_layers(edge, "Test Convolve");
    image dog = load_image("dog.jpg",300,400);
    printf("dog channels %d\n", dog.c);
    image kernel = make_random_image(3,3,dog.c);
    image edge = make_image(dog.h, dog.w, 1);
    int i;
    clock_t start = clock(), end;
    for(i = 0; i < 1000; ++i){
        convolve(dog, kernel, 1, 0, edge, 1);
    }
    end = clock();
    printf("Convolutions: %lf seconds\n", (float)(end-start)/CLOCKS_PER_SEC);
    show_image_layers(edge, "Test Convolve");
}

#ifdef GPU

void test_convolutional_layer()
{
/*
    int i;
   image dog = load_image("data/dog.jpg",224,224);
   network net = parse_network_cfg("cfg/convolutional.cfg");
//    data test = load_cifar10_data("data/cifar10/test_batch.bin");
//    float *X = calloc(net.batch*test.X.cols, sizeof(float));
//    float *y = calloc(net.batch*test.y.cols, sizeof(float));
    image dog = load_image("data/dog.jpg",224,224);
    network net = parse_network_cfg("cfg/convolutional.cfg");
    //    data test = load_cifar10_data("data/cifar10/test_batch.bin");
    //    float *X = calloc(net.batch*test.X.cols, sizeof(float));
    //    float *y = calloc(net.batch*test.y.cols, sizeof(float));
    int in_size = get_network_input_size(net)*net.batch;
    int del_size = get_network_output_size_layer(net, 0)*net.batch;
    int size = get_network_output_size(net)*net.batch;
@@ -50,7 +52,7 @@
    for(i = 0; i < in_size; ++i){
        X[i] = dog.data[i%get_network_input_size(net)];
    }
//    get_batch(test, net.batch, X, y);
    //    get_batch(test, net.batch, X, y);
    clock_t start, end;
    cl_mem input_cl = cl_make_array(X, in_size);
    cl_mem truth_cl = cl_make_array(y, size);
@@ -72,42 +74,44 @@

    float *gpu_del = calloc(del_size, sizeof(float));
    memcpy(gpu_del, get_network_delta_layer(net, 0), del_size*sizeof(float));
    */

/*
    start = clock();
    forward_network(net, X, y, 1);
    backward_network(net, X);
    float cpu_cost = get_network_cost(net);
    end = clock();
    float cpu_sec = (float)(end-start)/CLOCKS_PER_SEC;
    float *cpu_out = calloc(size, sizeof(float));
    memcpy(cpu_out, get_network_output(net), size*sizeof(float));
    float *cpu_del = calloc(del_size, sizeof(float));
    memcpy(cpu_del, get_network_delta_layer(net, 0), del_size*sizeof(float));
    /*
       start = clock();
       forward_network(net, X, y, 1);
       backward_network(net, X);
       float cpu_cost = get_network_cost(net);
       end = clock();
       float cpu_sec = (float)(end-start)/CLOCKS_PER_SEC;
       float *cpu_out = calloc(size, sizeof(float));
       memcpy(cpu_out, get_network_output(net), size*sizeof(float));
       float *cpu_del = calloc(del_size, sizeof(float));
       memcpy(cpu_del, get_network_delta_layer(net, 0), del_size*sizeof(float));

    float sum = 0;
    float del_sum = 0;
    for(i = 0; i < size; ++i) sum += pow(gpu_out[i] - cpu_out[i], 2);
    for(i = 0; i < del_size; ++i) {
        //printf("%f %f\n", cpu_del[i], gpu_del[i]);
        del_sum += pow(cpu_del[i] - gpu_del[i], 2);
       float sum = 0;
       float del_sum = 0;
       for(i = 0; i < size; ++i) sum += pow(gpu_out[i] - cpu_out[i], 2);
       for(i = 0; i < del_size; ++i) {
    //printf("%f %f\n", cpu_del[i], gpu_del[i]);
    del_sum += pow(cpu_del[i] - gpu_del[i], 2);
    }
    printf("GPU cost: %f, CPU cost: %f\n", gpu_cost, cpu_cost);
    printf("gpu: %f sec, cpu: %f sec, diff: %f, delta diff: %f, size: %d\n", gpu_sec, cpu_sec, sum, del_sum, size);
    */
     */
}

/*
void test_col2im()
{
    float col[] =  {1,2,1,2,
                    1,2,1,2,
                    1,2,1,2,
                    1,2,1,2,
                    1,2,1,2,
                    1,2,1,2,
                    1,2,1,2,
                    1,2,1,2,
                    1,2,1,2};
        1,2,1,2,
        1,2,1,2,
        1,2,1,2,
        1,2,1,2,
        1,2,1,2,
        1,2,1,2,
        1,2,1,2,
        1,2,1,2};
    float im[16] = {0};
    int batch = 1;
    int channels = 1;
@@ -116,233 +120,455 @@
    int ksize = 3;
    int stride = 1;
    int pad = 0;
    col2im_gpu(col, batch,
         channels,  height,  width,
         ksize,  stride, pad, im);
    //col2im_gpu(col, batch,
    //        channels,  height,  width,
    //        ksize,  stride, pad, im);
    int i;
    for(i = 0; i < 16; ++i)printf("%f,", im[i]);
    printf("\n");
    /*
    float data_im[] = {
            1,2,3,4,
            5,6,7,8,
            9,10,11,12
    };
    float data_col[18] = {0};
    im2col_cpu(data_im,  batch,
      channels,   height,  width,
      ksize,   stride,  pad, data_col) ;
    for(i = 0; i < 18; ++i)printf("%f,", data_col[i]);
    printf("\n");
    */
       float data_im[] = {
       1,2,3,4,
       5,6,7,8,
       9,10,11,12
       };
       float data_col[18] = {0};
       im2col_cpu(data_im,  batch,
       channels,   height,  width,
       ksize,   stride,  pad, data_col) ;
       for(i = 0; i < 18; ++i)printf("%f,", data_col[i]);
       printf("\n");
}
*/

#endif

void test_convolve_matrix()
{
   image dog = load_image("dog.jpg",300,400);
   printf("dog channels %d\n", dog.c);
    image dog = load_image("dog.jpg",300,400);
    printf("dog channels %d\n", dog.c);

   int size = 11;
   int stride = 4;
   int n = 40;
   float *filters = make_random_image(size, size, dog.c*n).data;
    int size = 11;
    int stride = 4;
    int n = 40;
    float *filters = make_random_image(size, size, dog.c*n).data;

   int mw = ((dog.h-size)/stride+1)*((dog.w-size)/stride+1);
   int mh = (size*size*dog.c);
   float *matrix = calloc(mh*mw, sizeof(float));
    int mw = ((dog.h-size)/stride+1)*((dog.w-size)/stride+1);
    int mh = (size*size*dog.c);
    float *matrix = calloc(mh*mw, sizeof(float));

   image edge = make_image((dog.h-size)/stride+1, (dog.w-size)/stride+1, n);
    image edge = make_image((dog.h-size)/stride+1, (dog.w-size)/stride+1, n);

   int i;
   clock_t start = clock(), end;
   for(i = 0; i < 1000; ++i){
      im2col_cpu(dog.data,1, dog.c,  dog.h,  dog.w,  size,  stride, 0, matrix);
      gemm(0,0,n,mw,mh,1,filters,mh,matrix,mw,1,edge.data,mw);
   }
   end = clock();
   printf("Convolutions: %lf seconds\n", (float)(end-start)/CLOCKS_PER_SEC);
   show_image_layers(edge, "Test Convolve");
   cvWaitKey(0);
    int i;
    clock_t start = clock(), end;
    for(i = 0; i < 1000; ++i){
        //im2col_cpu(dog.data,1, dog.c,  dog.h,  dog.w,  size,  stride, 0, matrix);
        gemm(0,0,n,mw,mh,1,filters,mh,matrix,mw,1,edge.data,mw);
    }
    end = clock();
    printf("Convolutions: %lf seconds\n", (float)(end-start)/CLOCKS_PER_SEC);
    show_image_layers(edge, "Test Convolve");
    cvWaitKey(0);
}

void test_color()
{
   image dog = load_image("test_color.png", 300, 400);
   show_image_layers(dog, "Test Color");
    image dog = load_image("test_color.png", 300, 400);
    show_image_layers(dog, "Test Color");
}

void verify_convolutional_layer()
{
   srand(0);
   int i;
   int n = 1;
   int stride = 1;
   int size = 3;
   float eps = .00000001;
   image test = make_random_image(5,5, 1);
   convolutional_layer layer = *make_convolutional_layer(1,test.h,test.w,test.c, n, size, stride, 0, RELU,0,0,0);
   image out = get_convolutional_image(layer);
   float **jacobian = calloc(test.h*test.w*test.c, sizeof(float));
/*
    srand(0);
    int i;
    int n = 1;
    int stride = 1;
    int size = 3;
    float eps = .00000001;
    image test = make_random_image(5,5, 1);
    convolutional_layer layer = *make_convolutional_layer(1,test.h,test.w,test.c, n, size, stride, 0, RELU,0,0,0);
    image out = get_convolutional_image(layer);
    float **jacobian = calloc(test.h*test.w*test.c, sizeof(float));

   forward_convolutional_layer(layer, test.data);
   image base = copy_image(out);
    forward_convolutional_layer(layer, test.data);
    image base = copy_image(out);

   for(i = 0; i < test.h*test.w*test.c; ++i){
      test.data[i] += eps;
      forward_convolutional_layer(layer, test.data);
      image partial = copy_image(out);
      subtract_image(partial, base);
      scale_image(partial, 1/eps);
      jacobian[i] = partial.data;
      test.data[i] -= eps;
   }
   float **jacobian2 = calloc(out.h*out.w*out.c, sizeof(float));
   image in_delta = make_image(test.h, test.w, test.c);
   image out_delta = get_convolutional_delta(layer);
   for(i = 0; i < out.h*out.w*out.c; ++i){
      out_delta.data[i] = 1;
      backward_convolutional_layer(layer, in_delta.data);
      image partial = copy_image(in_delta);
      jacobian2[i] = partial.data;
      out_delta.data[i] = 0;
   }
   int j;
   float *j1 = calloc(test.h*test.w*test.c*out.h*out.w*out.c, sizeof(float));
   float *j2 = calloc(test.h*test.w*test.c*out.h*out.w*out.c, sizeof(float));
   for(i = 0; i < test.h*test.w*test.c; ++i){
      for(j =0 ; j < out.h*out.w*out.c; ++j){
         j1[i*out.h*out.w*out.c + j] = jacobian[i][j];
         j2[i*out.h*out.w*out.c + j] = jacobian2[j][i];
         printf("%f %f\n", jacobian[i][j], jacobian2[j][i]);
      }
   }
    for(i = 0; i < test.h*test.w*test.c; ++i){
        test.data[i] += eps;
        forward_convolutional_layer(layer, test.data);
        image partial = copy_image(out);
        subtract_image(partial, base);
        scale_image(partial, 1/eps);
        jacobian[i] = partial.data;
        test.data[i] -= eps;
    }
    float **jacobian2 = calloc(out.h*out.w*out.c, sizeof(float));
    image in_delta = make_image(test.h, test.w, test.c);
    image out_delta = get_convolutional_delta(layer);
    for(i = 0; i < out.h*out.w*out.c; ++i){
        out_delta.data[i] = 1;
        backward_convolutional_layer(layer, in_delta.data);
        image partial = copy_image(in_delta);
        jacobian2[i] = partial.data;
        out_delta.data[i] = 0;
    }
    int j;
    float *j1 = calloc(test.h*test.w*test.c*out.h*out.w*out.c, sizeof(float));
    float *j2 = calloc(test.h*test.w*test.c*out.h*out.w*out.c, sizeof(float));
    for(i = 0; i < test.h*test.w*test.c; ++i){
        for(j =0 ; j < out.h*out.w*out.c; ++j){
            j1[i*out.h*out.w*out.c + j] = jacobian[i][j];
            j2[i*out.h*out.w*out.c + j] = jacobian2[j][i];
            printf("%f %f\n", jacobian[i][j], jacobian2[j][i]);
        }
    }


   image mj1 = float_to_image(test.w*test.h*test.c, out.w*out.h*out.c, 1, j1);
   image mj2 = float_to_image(test.w*test.h*test.c, out.w*out.h*out.c, 1, j2);
   printf("%f %f\n", avg_image_layer(mj1,0), avg_image_layer(mj2,0));
   show_image(mj1, "forward jacobian");
   show_image(mj2, "backward jacobian");
    image mj1 = float_to_image(test.w*test.h*test.c, out.w*out.h*out.c, 1, j1);
    image mj2 = float_to_image(test.w*test.h*test.c, out.w*out.h*out.c, 1, j2);
    printf("%f %f\n", avg_image_layer(mj1,0), avg_image_layer(mj2,0));
    show_image(mj1, "forward jacobian");
    show_image(mj2, "backward jacobian");
    */
}

void test_load()
{
   image dog = load_image("dog.jpg", 300, 400);
   show_image(dog, "Test Load");
   show_image_layers(dog, "Test Load");
    image dog = load_image("dog.jpg", 300, 400);
    show_image(dog, "Test Load");
    show_image_layers(dog, "Test Load");
}
void test_upsample()
{
   image dog = load_image("dog.jpg", 300, 400);
   int n = 3;
   image up = make_image(n*dog.h, n*dog.w, dog.c);
   upsample_image(dog, n, up);
   show_image(up, "Test Upsample");
   show_image_layers(up, "Test Upsample");
    image dog = load_image("dog.jpg", 300, 400);
    int n = 3;
    image up = make_image(n*dog.h, n*dog.w, dog.c);
    upsample_image(dog, n, up);
    show_image(up, "Test Upsample");
    show_image_layers(up, "Test Upsample");
}

void test_rotate()
{
   int i;
   image dog = load_image("dog.jpg",300,400);
   clock_t start = clock(), end;
   for(i = 0; i < 1001; ++i){
      rotate_image(dog);
   }
   end = clock();
   printf("Rotations: %lf seconds\n", (float)(end-start)/CLOCKS_PER_SEC);
   show_image(dog, "Test Rotate");
    int i;
    image dog = load_image("dog.jpg",300,400);
    clock_t start = clock(), end;
    for(i = 0; i < 1001; ++i){
        rotate_image(dog);
    }
    end = clock();
    printf("Rotations: %lf seconds\n", (float)(end-start)/CLOCKS_PER_SEC);
    show_image(dog, "Test Rotate");

   image random = make_random_image(3,3,3);
   show_image(random, "Test Rotate Random");
   rotate_image(random);
   show_image(random, "Test Rotate Random");
   rotate_image(random);
   show_image(random, "Test Rotate Random");
    image random = make_random_image(3,3,3);
    show_image(random, "Test Rotate Random");
    rotate_image(random);
    show_image(random, "Test Rotate Random");
    rotate_image(random);
    show_image(random, "Test Rotate Random");
}

void test_parser()
{
   network net = parse_network_cfg("cfg/test_parser.cfg");
    save_network(net, "cfg/test_parser_1.cfg");
   network net2 = parse_network_cfg("cfg/test_parser_1.cfg");
    save_network(net2, "cfg/test_parser_2.cfg");
    network net = parse_network_cfg("cfg/trained_imagenet.cfg");
    save_network(net, "cfg/trained_imagenet_smaller.cfg");
}

void test_data()
void train_asirra()
{
   char *labels[] = {"cat","dog"};
   data train = load_data_image_pathfile_random("train_paths.txt", 101,labels, 2, 300, 400);
   free_data(train);
    network net = parse_network_cfg("cfg/imagenet.cfg");
    int imgs = 1000/net.batch+1;
    //imgs = 1;
    srand(2222222);
    int i = 0;
    char *labels[] = {"cat","dog"};

    list *plist = get_paths("data/assira/train.list");
    char **paths = (char **)list_to_array(plist);
    int m = plist->size;
    free_list(plist);

    clock_t time;

    while(1){
        i += 1;
        time=clock();
        data train = load_data_random(imgs*net.batch, paths, m, labels, 2, 256, 256);
        normalize_data_rows(train);
        printf("Loaded: %lf seconds\n", sec(clock()-time));
        time=clock();
        //float loss = train_network_data(net, train, imgs);
        float loss = 0;
        printf("%d: %f, Time: %lf seconds\n", i*net.batch*imgs, loss, sec(clock()-time));
        free_data(train);
        if(i%10==0){
            char buff[256];
            sprintf(buff, "cfg/asirra_backup_%d.cfg", i);
            save_network(net, buff);
        }
        //lr *= .99;
    }
}

void train_assira()
void train_detection_net()
{
   network net = parse_network_cfg("cfg/assira.cfg");
   srand(2222222);
   int i = 0;
   char *labels[] = {"cat","dog"};
   while(1){
      i += 1000;
      data train = load_data_image_pathfile_random("data/assira/train.list", 1000, labels, 2, 256, 256);
      normalize_data_rows(train);
      clock_t start = clock(), end;
      float loss = train_network_sgd_gpu(net, train, 10);
      end = clock();
      printf("%d: %f, Time: %lf seconds\n", i, loss, (float)(end-start)/CLOCKS_PER_SEC );
      free_data(train);
      if(i%10000==0){
         char buff[256];
         sprintf(buff, "cfg/assira_backup_%d.cfg", i);
         save_network(net, buff);
      }
      //lr *= .99;
   }
    float avg_loss = 1;
    //network net = parse_network_cfg("/home/pjreddie/imagenet_backup/alexnet_1270.cfg");
    network net = parse_network_cfg("cfg/detnet.cfg");
    printf("Learning Rate: %g, Momentum: %g, Decay: %g\n", net.learning_rate, net.momentum, net.decay);
    int imgs = 1000/net.batch+1;
    //srand(time(0));
    srand(23410);
    int i = 0;
    list *plist = get_paths("/home/pjreddie/data/imagenet/horse.txt");
    char **paths = (char **)list_to_array(plist);
    printf("%d\n", plist->size);
    clock_t time;
    while(1){
        i += 1;
        time=clock();
        data train = load_data_detection_random(imgs*net.batch, paths, plist->size, 256, 256, 8, 8, 256);
        //translate_data_rows(train, -144);
        /*
        image im = float_to_image(256, 256, 3, train.X.vals[0]);
        float *truth = train.y.vals[0];
        int j;
        int r, c;
        for(r = 0; r < 8; ++r){
            for(c = 0; c < 8; ++c){
                j = (r*8 + c) * 5;
                if(truth[j]){
                    int d = 256/8;
                    int y = r*d+truth[j+1]*d;
                    int x = c*d+truth[j+2]*d;
                    int h = truth[j+3]*256;
                    int w = truth[j+4]*256;
                    printf("%f %f %f %f\n", truth[j+1], truth[j+2], truth[j+3], truth[j+4]);
                    printf("%d %d %d %d\n", x, y, w, h);
                    printf("%d %d %d %d\n", x-w/2, y-h/2, x+w/2, y+h/2);
                    draw_box(im, x-w/2, y-h/2, x+w/2, y+h/2);
                }
            }
        }
        show_image(im, "box");
        cvWaitKey(0);
        */

        normalize_data_rows(train);
        printf("Loaded: %lf seconds\n", sec(clock()-time));
        time=clock();
#ifdef GPU
        float loss = train_network_data_gpu(net, train, imgs);
        avg_loss = avg_loss*.9 + loss*.1;
        printf("%d: %f, %f avg, %lf seconds, %d images\n", i, loss, avg_loss, sec(clock()-time), i*imgs*net.batch);
#endif
        free_data(train);
        if(i%10==0){
            char buff[256];
            sprintf(buff, "/home/pjreddie/imagenet_backup/detnet_%d.cfg", i);
            save_network(net, buff);
        }
    }
}

void test_visualize()
void train_imagenet_distributed(char *address)
{
   network net = parse_network_cfg("cfg/voc_imagenet.cfg");
   srand(2222222);
   visualize_network(net);
   cvWaitKey(0);
    float avg_loss = 1;
    srand(time(0));
    network net = parse_network_cfg("cfg/alexnet.client");
    printf("Learning Rate: %g, Momentum: %g, Decay: %g\n", net.learning_rate, net.momentum, net.decay);
    int imgs = 1000/net.batch+1;
    imgs = 1;
    int i = 0;
    char **labels = get_labels("/home/pjreddie/data/imagenet/cls.labels.list");
    list *plist = get_paths("/data/imagenet/cls.train.list");
    char **paths = (char **)list_to_array(plist);
    printf("%d\n", plist->size);
    clock_t time;
    while(1){
        i += 1;
        time=clock();
        data train = load_data_random(imgs*net.batch, paths, plist->size, labels, 1000, 256, 256);
        //translate_data_rows(train, -144);
        normalize_data_rows(train);
        printf("Loaded: %lf seconds\n", sec(clock()-time));
        time=clock();
#ifdef GPU
        float loss = train_network_data_gpu(net, train, imgs);
        client_update(net, address);
        avg_loss = avg_loss*.9 + loss*.1;
        printf("%d: %f, %f avg, %lf seconds, %d images\n", i, loss, avg_loss, sec(clock()-time), i*imgs*net.batch);
#endif
        free_data(train);
        if(i%10==0){
            char buff[256];
            sprintf(buff, "/home/pjreddie/imagenet_backup/alexnet_%d.cfg", i);
            save_network(net, buff);
        }
    }
}
void test_full()

void train_imagenet()
{
   network net = parse_network_cfg("cfg/backup_1300.cfg");
   srand(2222222);
   int i,j;
   int total = 100;
   char *labels[] = {"cat","dog"};
   FILE *fp = fopen("preds.txt","w");
   for(i = 0; i < total; ++i){
      visualize_network(net);
      cvWaitKey(100);
      data test = load_data_image_pathfile_part("images/assira/test.list", i, total, labels, 2, 256, 256);
      image im = float_to_image(256, 256, 3,test.X.vals[0]);
      show_image(im, "input");
      cvWaitKey(100);
      normalize_data_rows(test);
      for(j = 0; j < test.X.rows; ++j){
         float *x = test.X.vals[j];
         forward_network(net, x, 0, 0);
         int class = get_predicted_class_network(net);
         fprintf(fp, "%d\n", class);
      }
      free_data(test);
   }
   fclose(fp);
    float avg_loss = 1;
    //network net = parse_network_cfg("/home/pjreddie/imagenet_backup/alexnet_1270.cfg");
    srand(time(0));
    network net = parse_network_cfg("cfg/alexnet.cfg");
    printf("Learning Rate: %g, Momentum: %g, Decay: %g\n", net.learning_rate, net.momentum, net.decay);
    int imgs = 1000/net.batch+1;
    //imgs=1;
    int i = 0;
    char **labels = get_labels("/home/pjreddie/data/imagenet/cls.labels.list");
    list *plist = get_paths("/data/imagenet/cls.train.list");
    char **paths = (char **)list_to_array(plist);
    printf("%d\n", plist->size);
    clock_t time;
    while(1){
        i += 1;
        time=clock();
        data train = load_data_random(imgs*net.batch, paths, plist->size, labels, 1000, 256, 256);
        //translate_data_rows(train, -144);
        normalize_data_rows(train);
        printf("Loaded: %lf seconds\n", sec(clock()-time));
        time=clock();
#ifdef GPU
        float loss = train_network_data_gpu(net, train, imgs);
        avg_loss = avg_loss*.9 + loss*.1;
        printf("%d: %f, %f avg, %lf seconds, %d images\n", i, loss, avg_loss, sec(clock()-time), i*imgs*net.batch);
#endif
        free_data(train);
        if(i%10==0){
            char buff[256];
            sprintf(buff, "/home/pjreddie/imagenet_backup/alexnet_%d.cfg", i);
            save_network(net, buff);
        }
    }
}

void validate_imagenet(char *filename)
{
    int i;
    network net = parse_network_cfg(filename);
    srand(time(0));

    char **labels = get_labels("/home/pjreddie/data/imagenet/cls.val.labels.list");

    list *plist = get_paths("/home/pjreddie/data/imagenet/cls.val.list");
    char **paths = (char **)list_to_array(plist);
    int m = plist->size;
    free_list(plist);

    clock_t time;
    float avg_acc = 0;
    int splits = 50;

    for(i = 0; i < splits; ++i){
        time=clock();
        char **part = paths+(i*m/splits);
        int num = (i+1)*m/splits - i*m/splits;
        data val = load_data(part, num, labels, 1000, 256, 256);

        normalize_data_rows(val);
        printf("Loaded: %d images in %lf seconds\n", val.X.rows, sec(clock()-time));
        time=clock();
#ifdef GPU
        float acc = network_accuracy_gpu(net, val);
        avg_acc += acc;
        printf("%d: %f, %f avg, %lf seconds, %d images\n", i, acc, avg_acc/(i+1), sec(clock()-time), val.X.rows);
#endif
        free_data(val);
    }
}

void draw_detection(image im, float *box)
{
    int j;
    int r, c;
    for(r = 0; r < 8; ++r){
        for(c = 0; c < 8; ++c){
            j = (r*8 + c) * 5;
            printf("Prob: %f\n", box[j]);
            if(box[j] > .01){
                int d = 256/8;
                int y = r*d+box[j+1]*d;
                int x = c*d+box[j+2]*d;
                int h = box[j+3]*256;
                int w = box[j+4]*256;
                printf("%f %f %f %f\n", box[j+1], box[j+2], box[j+3], box[j+4]);
                printf("%d %d %d %d\n", x, y, w, h);
                printf("%d %d %d %d\n", x-w/2, y-h/2, x+w/2, y+h/2);
                draw_box(im, x-w/2, y-h/2, x+w/2, y+h/2);
            }
        }
    }
    show_image(im, "box");
    cvWaitKey(0);
}

void test_detection()
{
    network net = parse_network_cfg("cfg/detnet.test");
    srand(2222222);
    clock_t time;
    char filename[256];
    while(1){
        fgets(filename, 256, stdin);
        strtok(filename, "\n");
        image im = load_image_color(filename, 256, 256);
        z_normalize_image(im);
        printf("%d %d %d\n", im.h, im.w, im.c);
        float *X = im.data;
        time=clock();
        float *predictions = network_predict(net, X);
        printf("%s: Predicted in %f seconds.\n", filename, sec(clock()-time));
        draw_detection(im, predictions);
        free_image(im);
    }
}

void test_imagenet()
{
    network net = parse_network_cfg("cfg/imagenet_test.cfg");
    //imgs=1;
    srand(2222222);
    int i = 0;
    char **names = get_labels("cfg/shortnames.txt");
    clock_t time;
    char filename[256];
    int indexes[10];
    while(1){
        fgets(filename, 256, stdin);
        strtok(filename, "\n");
        image im = load_image_color(filename, 256, 256);
        z_normalize_image(im);
        printf("%d %d %d\n", im.h, im.w, im.c);
        float *X = im.data;
        time=clock();
        float *predictions = network_predict(net, X);
        top_predictions(net, 10, indexes);
        printf("%s: Predicted in %f seconds.\n", filename, sec(clock()-time));
        for(i = 0; i < 10; ++i){
            int index = indexes[i];
            printf("%s: %f\n", names[index], predictions[index]);
        }
        free_image(im);
    }
}

void test_visualize(char *filename)
{
    network net = parse_network_cfg(filename);
    visualize_network(net);
    cvWaitKey(0);
}

void test_cifar10()
{
    network net = parse_network_cfg("cfg/cifar10_part5.cfg");
    data test = load_cifar10_data("data/cifar10/test_batch.bin");
        clock_t start = clock(), end;
    clock_t start = clock(), end;
    float test_acc = network_accuracy(net, test);
        end = clock();
    end = clock();
    printf("%f in %f Sec\n", test_acc, (float)(end-start)/CLOCKS_PER_SEC);
    visualize_network(net);
    cvWaitKey(0);
@@ -358,7 +584,7 @@
    data train = load_all_cifar10();
    while(++count <= 10000){
        clock_t start = clock(), end;
        float loss = train_network_sgd_gpu(net, train, iters);
        float loss = train_network_sgd(net, train, iters);
        end = clock();
        //visualize_network(net);
        //cvWaitKey(5000);
@@ -369,7 +595,7 @@
            float test_acc = network_accuracy(net, test);
            printf("%d: Loss: %f, Test Acc: %f, Time: %lf seconds, LR: %f, Momentum: %f, Decay: %f\n", count, loss, test_acc,(float)(end-start)/CLOCKS_PER_SEC, net.learning_rate, net.momentum, net.decay);
            char buff[256];
            sprintf(buff, "/home/pjreddie/cifar/cifar2_%d.cfg", count);
            sprintf(buff, "/home/pjreddie/cifar/cifar10_2_%d.cfg", count);
            save_network(net, buff);
        }else{
            printf("%d: Loss: %f, Time: %lf seconds, LR: %f, Momentum: %f, Decay: %f\n", count, loss, (float)(end-start)/CLOCKS_PER_SEC, net.learning_rate, net.momentum, net.decay);
@@ -426,35 +652,16 @@
    data train = load_categorical_data_csv("data/mnist/mnist_train.csv", 0, 10);
    data test = load_categorical_data_csv("data/mnist/mnist_test.csv",0,10);
    translate_data_rows(train, -144);
    //scale_data_rows(train, 1./128);
    translate_data_rows(test, -144);
    //scale_data_rows(test, 1./128);
    //randomize_data(train);
    int count = 0;
    //clock_t start = clock(), end;
    int iters = 10000/net.batch;
    int iters = 50000/net.batch;
    while(++count <= 2000){
        clock_t start = clock(), end;
        float loss = train_network_sgd(net, train, iters);
        end = clock();
        float test_acc = network_accuracy(net, test);
        //float test_acc = 0;
        printf("%d: Loss: %f, Test Acc: %f, Time: %lf seconds, LR: %f, Momentum: %f, Decay: %f\n", count, loss, test_acc,(float)(end-start)/CLOCKS_PER_SEC, net.learning_rate, net.momentum, net.decay);
        /*printf("%f %f %f %f %f\n", mean_array(get_network_output_layer(net,0), 100),
          mean_array(get_network_output_layer(net,1), 100),
          mean_array(get_network_output_layer(net,2), 100),
          mean_array(get_network_output_layer(net,3), 100),
          mean_array(get_network_output_layer(net,4), 100));
         */
        //save_network(net, "cfg/nist_final2.cfg");

        //printf("%5d Training Loss: %lf, Params: %f %f %f, ",count*1000, loss, lr, momentum, decay);
        //end = clock();
        //printf("Time: %lf seconds\n", (float)(end-start)/CLOCKS_PER_SEC);
        //start=end;
        //lr *= .5;
        printf("%d: Loss: %f, Test Acc: %f, Time: %lf seconds\n", count, loss, test_acc,(float)(end-start)/CLOCKS_PER_SEC);
    }
    //save_network(net, "cfg/nist_basic_trained.cfg");
}

void test_ensemble()
@@ -546,6 +753,7 @@
    printf("%d, %d, %d\n", train.X.rows, split[0].X.rows, split[1].X.rows);
}

/*
void test_im2row()
{
    int h = 20;
@@ -561,10 +769,11 @@
    float *matrix = calloc(msize, sizeof(float));
    int i;
    for(i = 0; i < 1000; ++i){
        im2col_cpu(test.data,1,  c,  h,  w,  size,  stride, 0, matrix);
        //im2col_cpu(test.data,1,  c,  h,  w,  size,  stride, 0, matrix);
        //image render = float_to_image(mh, mw, mc, matrix);
    }
}
*/

void flip_network()
{
@@ -572,161 +781,212 @@
    save_network(net, "cfg/voc_imagenet_rev.cfg");
}

void tune_VOC()

void visualize_cat()
{
    network net = parse_network_cfg("cfg/voc_start.cfg");
    srand(2222222);
    int i = 20;
    char *labels[] = {"aeroplane","bicycle","bird","boat","bottle","bus","car","cat","chair","cow","diningtable","dog","horse","motorbike","person","pottedplant","sheep","sofa","train","tvmonitor"};
    float lr = .000005;
    float momentum = .9;
    float decay = 0.0001;
    while(i++ < 1000 || 1){
        data train = load_data_image_pathfile_random("/home/pjreddie/VOC2012/trainval_paths.txt", 10, labels, 20, 256, 256);

        image im = float_to_image(256, 256, 3,train.X.vals[0]);
        show_image(im, "input");
        visualize_network(net);
        cvWaitKey(100);

        translate_data_rows(train, -144);
        clock_t start = clock(), end;
        float loss = train_network_sgd(net, train, 10);
        end = clock();
        printf("%d: %f, Time: %lf seconds, LR: %f, Momentum: %f, Decay: %f\n", i, loss, (float)(end-start)/CLOCKS_PER_SEC, lr, momentum, decay);
        free_data(train);
        /*
           if(i%10==0){
           char buff[256];
           sprintf(buff, "/home/pjreddie/voc_cfg/voc_ramp_%d.cfg", i);
           save_network(net, buff);
           }
         */
        //lr *= .99;
    }
}

int voc_size(int x)
{
    x = x-1+3;
    x = x-1+3;
    x = x-1+3;
    x = (x-1)*2+1;
    x = x-1+5;
    x = (x-1)*2+1;
    x = (x-1)*4+11;
    return x;
}

image features_output_size(network net, IplImage *src, int outh, int outw)
{
    int h = voc_size(outh);
    int w = voc_size(outw);
    fprintf(stderr, "%d %d\n", h, w);

    IplImage *sized = cvCreateImage(cvSize(w,h), src->depth, src->nChannels);
    cvResize(src, sized, CV_INTER_LINEAR);
    image im = ipl_to_image(sized);
    //normalize_array(im.data, im.h*im.w*im.c);
    translate_image(im, -144);
    network net = parse_network_cfg("cfg/voc_imagenet.cfg");
    image im = load_image("data/cat.png", 0, 0);
    printf("Processing %dx%d image\n", im.h, im.w);
    resize_network(net, im.h, im.w, im.c);
    forward_network(net, im.data, 0, 0);
    image out = get_network_image(net);
    free_image(im);
    cvReleaseImage(&sized);
    return copy_image(out);

    visualize_network(net);
    cvWaitKey(0);
}

void features_VOC_image_size(char *image_path, int h, int w)
{
    int j;
    network net = parse_network_cfg("cfg/voc_imagenet.cfg");
    fprintf(stderr, "%s\n", image_path);

    IplImage* src = 0;
    if( (src = cvLoadImage(image_path,-1)) == 0 ) file_error(image_path);
    image out = features_output_size(net, src, h, w);
    for(j = 0; j < out.c*out.h*out.w; ++j){
        if(j != 0) printf(",");
        printf("%g", out.data[j]);
    }
    printf("\n");
    free_image(out);
    cvReleaseImage(&src);
}
void visualize_imagenet_topk(char *filename)
void test_gpu_net()
{
    int i,j,k,l;
    int topk = 10;
    network net = parse_network_cfg("cfg/voc_imagenet.cfg");
    list *plist = get_paths(filename);
    node *n = plist->front;
    int h = voc_size(1), w = voc_size(1);
    int num = get_network_image(net).c;
    image **vizs = calloc(num, sizeof(image*));
    float **score = calloc(num, sizeof(float *));
    for(i = 0; i < num; ++i){
        vizs[i] = calloc(topk, sizeof(image));
        for(j = 0; j < topk; ++j) vizs[i][j] = make_image(h,w,3);
        score[i] = calloc(topk, sizeof(float));
    }

    srand(222222);
    network net = parse_network_cfg("cfg/nist.cfg");
    data train = load_categorical_data_csv("data/mnist/mnist_train.csv", 0, 10);
    data test = load_categorical_data_csv("data/mnist/mnist_test.csv",0,10);
    translate_data_rows(train, -144);
    translate_data_rows(test, -144);
    int count = 0;
    while(n){
        ++count;
        char *image_path = (char *)n->val;
        image im = load_image(image_path, 0, 0);
        n = n->next;
        if(im.h < 200 || im.w < 200) continue;
        printf("Processing %dx%d image\n", im.h, im.w);
        resize_network(net, im.h, im.w, im.c);
        //scale_image(im, 1./255);
        translate_image(im, -144);
        forward_network(net, im.data, 0, 0);
        image out = get_network_image(net);

        int dh = (im.h - h)/(out.h-1);
        int dw = (im.w - w)/(out.w-1);
        //printf("%d %d\n", dh, dw);
        for(k = 0; k < out.c; ++k){
            float topv = 0;
            int topi = -1;
            int topj = -1;
            for(i = 0; i < out.h; ++i){
                for(j = 0; j < out.w; ++j){
                    float val = get_pixel(out, i, j, k);
                    if(val > topv){
                        topv = val;
                        topi = i;
                        topj = j;
                    }
                }
            }
            if(topv){
                image sub = get_sub_image(im, dh*topi, dw*topj, h, w);
                for(l = 0; l < topk; ++l){
                    if(topv > score[k][l]){
                        float swap = score[k][l];
                        score[k][l] = topv;
                        topv = swap;

                        image swapi = vizs[k][l];
                        vizs[k][l] = sub;
                        sub = swapi;
                    }
                }
                free_image(sub);
            }
        }
        free_image(im);
        if(count%50 == 0){
            image grid = grid_images(vizs, num, topk);
            //show_image(grid, "IMAGENET Visualization");
            save_image(grid, "IMAGENET Grid Single Nonorm");
            free_image(grid);
        }
    int iters = 1000/net.batch;
    while(++count <= 5){
        clock_t start = clock(), end;
        float loss = train_network_sgd(net, train, iters);
        end = clock();
        float test_acc = network_accuracy(net, test);
        printf("%d: Loss: %f, Test Acc: %f, Time: %lf seconds, LR: %f, Momentum: %f, Decay: %f\n", count, loss, test_acc,(float)(end-start)/CLOCKS_PER_SEC, net.learning_rate, net.momentum, net.decay);
    }
    //cvWaitKey(0);
#ifdef GPU
    count = 0;
    srand(222222);
    net = parse_network_cfg("cfg/nist.cfg");
    while(++count <= 5){
        clock_t start = clock(), end;
        float loss = train_network_sgd_gpu(net, train, iters);
        end = clock();
        float test_acc = network_accuracy(net, test);
        printf("%d: Loss: %f, Test Acc: %f, Time: %lf seconds, LR: %f, Momentum: %f, Decay: %f\n", count, loss, test_acc,(float)(end-start)/CLOCKS_PER_SEC, net.learning_rate, net.momentum, net.decay);
    }
#endif
}

void test_correct_alexnet()
{
    char **labels = get_labels("/home/pjreddie/data/imagenet/cls.labels.list");
    list *plist = get_paths("/data/imagenet/cls.train.list");
    char **paths = (char **)list_to_array(plist);
    printf("%d\n", plist->size);
    clock_t time;
    int count = 0;

    srand(222222);
    network net = parse_network_cfg("cfg/alexnet.test");
    printf("Learning Rate: %g, Momentum: %g, Decay: %g\n", net.learning_rate, net.momentum, net.decay);
    int imgs = 1000/net.batch+1;
    imgs = 1;

    while(++count <= 5){
        time=clock();
        data train = load_data_random(imgs*net.batch, paths, plist->size, labels, 1000, 256, 256);
        //translate_data_rows(train, -144);
        normalize_data_rows(train);
        printf("Loaded: %lf seconds\n", sec(clock()-time));
        time=clock();
        float loss = train_network_data_cpu(net, train, imgs);
        printf("%d: %f, %lf seconds, %d images\n", count, loss, sec(clock()-time), imgs*net.batch);
        free_data(train);
    }
#ifdef GPU
    count = 0;
    srand(222222);
    net = parse_network_cfg("cfg/alexnet.test");
    while(++count <= 5){
        time=clock();
        data train = load_data_random(imgs*net.batch, paths, plist->size, labels, 1000, 256, 256);
        //translate_data_rows(train, -144);
        normalize_data_rows(train);
        printf("Loaded: %lf seconds\n", sec(clock()-time));
        time=clock();
        float loss = train_network_data_gpu(net, train, imgs);
        printf("%d: %f, %lf seconds, %d images\n", count, loss, sec(clock()-time), imgs*net.batch);
        free_data(train);
    }
#endif
}

void run_server()
{
    srand(time(0));
    network net = parse_network_cfg("cfg/alexnet.server");
    server_update(net);
}
void test_client()
{
    network net = parse_network_cfg("cfg/alexnet.client");
    clock_t time=clock();
    client_update(net, "localhost");
    printf("1\n");
    client_update(net, "localhost");
    printf("2\n");
    client_update(net, "localhost");
    printf("3\n");
    printf("Transfered: %lf seconds\n", sec(clock()-time));
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    if(argc < 2){
        fprintf(stderr, "usage: %s <function>\n", argv[0]);
        return 0;
    }
    if(0==strcmp(argv[1], "train")) train_imagenet();
    else if(0==strcmp(argv[1], "detection")) train_detection_net();
    else if(0==strcmp(argv[1], "asirra")) train_asirra();
    else if(0==strcmp(argv[1], "nist")) train_nist();
    else if(0==strcmp(argv[1], "test_correct")) test_correct_alexnet();
    else if(0==strcmp(argv[1], "test")) test_imagenet();
    else if(0==strcmp(argv[1], "server")) run_server();
    else if(0==strcmp(argv[1], "client")) train_imagenet_distributed(argv[2]);
    else if(0==strcmp(argv[1], "detect")) test_detection();
    else if(0==strcmp(argv[1], "visualize")) test_visualize(argv[2]);
    else if(0==strcmp(argv[1], "valid")) validate_imagenet(argv[2]);
#ifdef GPU
    else if(0==strcmp(argv[1], "test_gpu")) test_gpu_blas();
#endif
    fprintf(stderr, "Success!\n");
    return 0;
}

/*
   void visualize_imagenet_topk(char *filename)
   {
   int i,j,k,l;
   int topk = 10;
   network net = parse_network_cfg("cfg/voc_imagenet.cfg");
   list *plist = get_paths(filename);
   node *n = plist->front;
   int h = voc_size(1), w = voc_size(1);
   int num = get_network_image(net).c;
   image **vizs = calloc(num, sizeof(image*));
   float **score = calloc(num, sizeof(float *));
   for(i = 0; i < num; ++i){
   vizs[i] = calloc(topk, sizeof(image));
   for(j = 0; j < topk; ++j) vizs[i][j] = make_image(h,w,3);
   score[i] = calloc(topk, sizeof(float));
   }

   int count = 0;
   while(n){
   ++count;
   char *image_path = (char *)n->val;
   image im = load_image(image_path, 0, 0);
   n = n->next;
   if(im.h < 200 || im.w < 200) continue;
   printf("Processing %dx%d image\n", im.h, im.w);
   resize_network(net, im.h, im.w, im.c);
//scale_image(im, 1./255);
translate_image(im, -144);
forward_network(net, im.data, 0, 0);
image out = get_network_image(net);

int dh = (im.h - h)/(out.h-1);
int dw = (im.w - w)/(out.w-1);
//printf("%d %d\n", dh, dw);
for(k = 0; k < out.c; ++k){
float topv = 0;
int topi = -1;
int topj = -1;
for(i = 0; i < out.h; ++i){
for(j = 0; j < out.w; ++j){
float val = get_pixel(out, i, j, k);
if(val > topv){
topv = val;
topi = i;
topj = j;
}
}
}
if(topv){
image sub = get_sub_image(im, dh*topi, dw*topj, h, w);
for(l = 0; l < topk; ++l){
if(topv > score[k][l]){
float swap = score[k][l];
score[k][l] = topv;
topv = swap;

image swapi = vizs[k][l];
vizs[k][l] = sub;
sub = swapi;
}
}
free_image(sub);
}
}
free_image(im);
if(count%50 == 0){
image grid = grid_images(vizs, num, topk);
//show_image(grid, "IMAGENET Visualization");
save_image(grid, "IMAGENET Grid Single Nonorm");
free_image(grid);
}
}
//cvWaitKey(0);
}

void visualize_imagenet_features(char *filename)
@@ -770,19 +1030,6 @@
    }
    cvWaitKey(0);
}

void visualize_cat()
{
    network net = parse_network_cfg("cfg/voc_imagenet.cfg");
    image im = load_image("data/cat.png", 0, 0);
    printf("Processing %dx%d image\n", im.h, im.w);
    resize_network(net, im.h, im.w, im.c);
    forward_network(net, im.data, 0, 0);

    visualize_network(net);
    cvWaitKey(0);
}

void features_VOC_image(char *image_file, char *image_dir, char *out_dir, int flip, int interval)
{
    int i,j;
@@ -889,58 +1136,4 @@
    cvWaitKey(0);
    cvWaitKey(0);
}


int main(int argc, char *argv[])
{
    //train_assira();
    //test_distribution();
    //feenableexcept(FE_DIVBYZERO | FE_INVALID | FE_OVERFLOW);

    //test_blas();
    //test_visualize();
    //test_gpu_blas();
    //test_blas();
    //test_convolve_matrix();
    //    test_im2row();
    //test_split();
    //test_ensemble();
    //test_nist_single();
    //test_nist();
    train_nist();
    //test_convolutional_layer();
    //test_col2im();
    //test_cifar10();
    //train_cifar10();
    //test_vince();
    //test_full();
    //tune_VOC();
    //features_VOC_image(argv[1], argv[2], argv[3], 0);
    //features_VOC_image(argv[1], argv[2], argv[3], 1);
    //train_VOC();
    //features_VOC_image(argv[1], argv[2], argv[3], 0, 4);
    //features_VOC_image(argv[1], argv[2], argv[3], 1, 4);
    //features_VOC_image_size(argv[1], atoi(argv[2]), atoi(argv[3]));
    //visualize_imagenet_features("data/assira/train.list");
    //visualize_imagenet_topk("data/VOC2012.list");
    //visualize_cat();
    //flip_network();
    //test_visualize();
    //test_parser();
    fprintf(stderr, "Success!\n");
    //test_random_preprocess();
    //test_random_classify();
    //test_parser();
    //test_backpropagate();
    //test_ann();
    //test_convolve();
    //test_upsample();
    //test_rotate();
    //test_load();
    //test_network();
    //test_convolutional_layer();
    //verify_convolutional_layer();
    //test_color();
    //cvWaitKey(0);
    return 0;
}
*/